JP3308434B2 - 太陽電池パネル用異常検知装置 - Google Patents

太陽電池パネル用異常検知装置

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JP3308434B2
JP3308434B2 JP27105195A JP27105195A JP3308434B2 JP 3308434 B2 JP3308434 B2 JP 3308434B2 JP 27105195 A JP27105195 A JP 27105195A JP 27105195 A JP27105195 A JP 27105195A JP 3308434 B2 JP3308434 B2 JP 3308434B2
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物の屋根に配置
された複数の太陽電池パネルの通電状態が異常であるこ
とを検知する太陽電池パネル用異常検知装置に関するも
のである。
【0002】
【背景技術】太陽エネルギーを有効利用するため、建物
の屋根に配置された太陽電池パネルで自家発電するソー
ラシステムが住宅に用いられている。このソーラシステ
ムでは十分な電力を確保するため、複数の太陽電池パネ
ルを屋根の上で直列に配置してパネルラインが構成さ
れ、このパネルラインが複数列並設されている。これら
のパネルラインにそれぞれ一端が接続された出力ケーブ
ルは、その他端部がターミナルボックス内で1本にまと
められ屋内電気設備へ配線されている。
【0003】屋根に配置された太陽電池パネルが破損等
により発電量が減少あるいは零となることがあるので、
太陽電池パネルが通電状態にあるか否かのチェックが行
われている。従来では、このチェックを携帯用テスター
を用いてパネルライン毎に行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来では、太陽電池パ
ネルの通電状態の測定を携帯用テスターを用いて個々に
行っているため、その測定作業が煩雑となるという問題
点がある。その上、携帯用テスターが手元になければ測
定できず不便であるばかりか、太陽電池パネルの通電状
態の異常の発見が遅れるという問題点がある。
【0005】本発明の目的は、太陽電池パネルの非通電
状態の異常を自動的に通報できる太陽電池パネル用異常
検知装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、太
陽電池パネルの出力ケーブルに電流センサを取り付けて
出力ケーブルの通電状態を検知し、非通電状態にあるこ
とを異常報知手段で報知して前記目的を達成しようとす
るものである。具体的には、本発明の太陽電池パネル用
異常検知装置は、添付図面を参照して説明すると、建物
20の屋根20Aに複数の太陽電池パネル41を直列に
配置して構成されたパネルライン1A〜1Dの通電状態
が異常であることを検知する太陽電池パネル用異常検知
装置11であって、前記太陽電池パネル41と屋内電気
設備60とを接続する出力ケーブル2A,2Bに取り付
けられこの出力ケーブル2A,2Bに電気が流れている
か否かを検知する電流センサ3A〜3Dと、この電流セ
ンサ3A〜3Dから送られる信号に基づいて前記出力ケ
ーブル2A,2Bが非通電状態にあることを報知する異
常報知手段5とを備え、前記パネルライン1A〜1Dは
複数列並設され、前記異常報知手段5は、前記複数列の
パネルライン1A〜1Dからの全ての出力ケーブル2
A,2Bが通電状態又は非通電状態の時に正常であり、
前記複数列のパネルライン1A〜1Dのうち一部のパネ
ルラインからの出力ケーブル2A,2Bが通電状態にあ
り、かつ、残りのパネルラインからの出力ケーブル2
A,2Bが非通電状態の時に異常であることを報知し、
前記太陽電池パネル41の出力が配線接続器であるター
ミナルボックス42でまとめられ、各出力ケーブル41
の合流点よりパネルライン側に第1の電流センサ3A〜
3Dが設けられ、各出力ケーブル41の屋内電気設備側
に第2の電流センサ4が設けられ、異常報知手段5は、
第1の電流センサ3A〜3Dから送られる信号を受け入
れてパネルライン1Aから1Dの異常を監視する機能
と、第2の電流センサ4から送られる信号を受け入れて
配線接続器42の異常を監視する機能とを有し、この配
線接続器42の異常監視機能は、前記第2の電流センサ
4が前記出力ケーブル2Aの非通電状態を検知した場合
において前記第1の電流センサ3A〜3Dの全てが非通
電状態にある時は正常であるが、前記第2の電流センサ
4が出力ケーブル2Aの非通電状態を検知した場合にお
いて前記第1の電流センサ3A〜3Dの一部あるいは全
てが通電状態を検知した時に異常であると判断すること
を特徴とする。
【0007】本発明では、太陽電池パネル41に故障が
ない状態では、太陽電池パネル41で発電された電気
は、出力ケーブル2A,2Bを通って屋内電気設備60
に送られ、この屋内電気設備60で有効に利用される。
この際、出力ケーブル2A,2Bに電気が流れるので、
異常報知手段5から非通電状態が報知されることがな
い。一方、太陽電池パネル41に故障がある状態では、
出力ケーブル2A,2Bに電気が流れないので、これを
電流センサ3A〜3Dで検知し、異常報知手段5によっ
て、出力ケーブル2A,2Bが非通電状態にあることが
報知される。従って、太陽電池パネル41の非通電状態
を自動的に通報することができる。よって、太陽電池パ
ネル41のメンテナンスを迅速に行え、発電量が低下す
ることがない。しかも、一部のパネルラインからの出力
ケーブル2A,2Bのみが非通電状態にある場合には、
太陽電池パネル41に光が照射されている状態(昼間)
にかかわらず複数の太陽電池パネル41のうち一部の太
陽電池パネル41に異常があることを検知できる。これ
に対して、パネルライン1A〜1Dからの全ての出力ケ
ーブル2A,2Bが通電状態の時には太陽電池パネル4
1の全てが正常であることを検知できる。さらに、パネ
ルライン1A〜1Dの全てが同時に故障することがない
ので、パネルライン1A〜1Dからの全ての出力ケーブ
ル2A,2Bが非通電状態の時には夜等太陽電池パネル
41全体が発電不可能な状態であり、パネルライン41
全体として正常であることを検知できる。その上異常
報知手段5は、パネルライン1Aから1Dの異常を監視
する機能の他に、第2の電流センサ4から送られる信号
を受け入れて配線接続器42の異常を監視する機能を有
する構成としたので、配線接続器42自体の故障を自動
的に検知することができる。
【0008】ここで、前記異常報知手段5は、前記パネ
ルライン1A〜1Dが非通電状態にあることを報知する
ランプ8A〜8Dを有する構造としてもよい。この構造
では、太陽電池パネル41の非通電状態を視覚によって
迅速に報知することができる。また、前記異常報知手段
5は、前記パネルライン1A〜1Dが非通電状態にある
ことを報知するブザー9を有する構造としてもよい。こ
の構造では、太陽電池パネル41の非通電状態を聴覚に
よって迅速に報知することができる。
【0009】
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1には、太陽電池パネル41
が設置された建物20が示されている。本実施の形態の
建物20は、商用電源30からの電力供給を受けるとと
もに、太陽電池式自家発電装置40により電力自給ない
し商用電源30への逆潮売電を行うようにされたもので
ある。
【0012】商用電源30は電源線31を介して建物2
0に接続されており、この電源線31は建物20の近傍
に設置されたポール32を経て建物20内に導入されて
いる。ポール32には配電ボックス33が設置され、こ
の内部には電源線31から建物20へと供給される電力
量を積算する購入電力積算計34、建物20から商用電
源30へと逆潮される電力量を積算する逆潮電力積算計
35及びメンテナンス時に電源線31を商用電源と切り
離すための外部遮断器36が各々直列に設置されてい
る。
【0013】建物20内には配電盤21が設置され、導
入された電源線31は配電盤21により建物20内各部
の照明器具やコンセント等の一般負荷22に到る複数系
統の屋内配線23に分岐接続されている。配電盤21に
は、分岐前の電源線31の途中に主幹ブレーカ24が設
置され、分岐された屋内配線23の途中にそれぞれ系統
別ブレーカ25が設置されている。
【0014】太陽電池式自家発電装置40は、建物20
の屋根20Aに設置された複数の太陽電池パネル41に
より太陽光を電力に変換して利用するものである。各太
陽電池パネル41の出力は、配線接続器であるターミナ
ルボックス42でまとめられ、インバータ43で直流か
ら交流に変換された後、トランスボックス44を経て配
電盤21に接続されている。ここで、インバータ43、
トランスボックス44、配電盤21及び一般負荷22か
ら屋内電気設備60が構成されている。
【0015】トランスボックス44内には、インバータ
43以前を配電盤21から絶縁するためのトランス4
5、配電盤21への商用電源30が途絶した際に通電を
遮断するリレー回路46、過大電流により通電を遮断す
るブレーカ47が設置されている。トランス45とリレ
ー回路46との間の部分にはブレーカ51を介して非常
用コンセント52が分岐接続されている。トランスボッ
クス44から配電盤21に到る電源線48は、配電盤2
1の系統別ブレーカ25の一つを介して電源線31と各
屋内配線23との分岐部分に接続されている。
【0016】本実施の形態の詳細な構成が図2に示され
ている。図2において、屋根20Aには太陽電池パネル
41が複数枚、図では3枚直列に配置されてパネルライ
ン1A〜1Dが構成され、このパネルライン1A〜1D
は屋根20Aの傾斜方向に沿って複数列、図では4列並
設されている。各パネルライン1A〜1Dにおいて太陽
電池パネル41同士は図示しない+極導線及び−極導線
で接続され、このうち端部に配置された太陽電池パネル
41には屋内電気設備60に電流を送るための+極出力
ケーブル2A及び−極出力ケーブル2Bが接続され、こ
れらの出力ケーブル2A,2Bは、それぞれ屋内電気設
備側において1本に合流されている。なお、出力ケーブ
ル2A,2Bは、図では+極導線と−極導線との2本か
らそれぞれ形成されているが、実際には、2芯のケーブ
ルを用いているので、外観は1本である。
【0017】各+極出力ケーブル2Aの合流点よりパネ
ルライン側にはそれぞれ第1の電流センサ3A〜3Dが
取り付けられ、各+極出力ケーブル2Aの屋内電気設備
側には第2の電流センサ4が1個取り付けられている。
第1の電流センサ3A〜3Dはホール素子等を有し、各
出力ケーブル2Aを挟持し出力ケーブル2Aの合流点よ
りパネルライン側に生じる磁界によって電気が流れてい
るか否かを各出力ケーブル2A毎に検知するクランプセ
ンサである。第2の電流センサ2はホール素子等を有
し、出力ケーブル2Aを挟持し出力ケーブル2Aの合流
点より屋内電気設備側に生じる磁界によって電気が流れ
ているか否かを出力ケーブル2A全体として検知するク
ランプセンサである。
【0018】これらの電流センサ3A〜3D,4には出
力ケーブル2Aが非通電状態にあることを報知する異常
報知手段5が接続されている。この異常報知手段5は、
第1の電流センサ3A〜3Dから送られる信号を受け入
れてパネルライン1A〜1Dの異常を監視するPV監視
機能と第2の電流センサ4から送られる信号を受け入れ
てターミナルボックス42の異常を監視するTB監視機
能とを有する監視部6と、非通電状態を報知する報知部
7とを備え、この報知部7は、ランプ8A〜8D及びブ
ザー9とを備えて構成されている。
【0019】監視部6のPV監視機能は、第1の電流セ
ンサ3A〜3Dが出力ケーブル2Aの非通電状態を検知
した時に、このセンサ3A〜3Dに対応するランプ8A
〜8Dを点灯させるとともにブザー9を鳴らしてパネル
ライン1A〜1Dの異常を個別に報知し、4列のパネル
ライン1A〜1Dからの全ての出力ケーブル2Aが通電
状態又は非通電状態の時に正常であり、4列のパネルラ
イン1A〜1Dのうち一部のパネルラインからの出力ケ
ーブル2Aが通電状態にあり、かつ、残りのパネルライ
ンからの出力ケーブル2Aが非通電状態の時に異常であ
ることを報知する構成である。
【0020】これに対して、監視部6のTB監視機能
は、第2の電流センサ4が出力ケーブル2Aの非通電状
態を検知した場合において第1の電流センサ3A〜3D
の全てが非通電状態にある時は正常であるが、それ以外
の時、つまり、第2の電流センサ4が出力ケーブル2A
の非通電状態を検知した場合において第1の電流センサ
3A〜3Dの一部あるいは全てが通電状態を検知した時
に、ランプ8A〜8Dの全てを点灯させるとともにブザ
ー9を鳴らしてターミナルボックス42が異常であるこ
とを報知する構成である。また、監視部6に発電量を表
示する表示部を必要に応じて設けてもよい。この表示部
は、図1のインバータ43に一般的に設けられた発電量
表示器(図示せず)のデータが取り込まれるものであ
る。
【0021】ここで、第1の電流センサ3A〜3D、第
2の電流センサ4及び異常報知手段5から本実施の形態
の太陽電池パネル用異常検知装置11が構成され、この
太陽電池パネル用異常検知装置11はターミナルボック
ス42の内部に配置されている。なお、図2において
符号10はターミナルボックス42の一部を構成するダ
イオードであり、符号12は、メンテナンス時に太陽電
池の直流出力を遮断するためのスイッチである。
【0022】この構成の実施の形態では、個々のパネル
ライン1A〜1Dに異常があるか否かを検知するために
監視部6のPV監視機能が働く。太陽電池パネル41に
故障がない状態では、太陽電池パネル41で発電された
電気は、出力ケーブル2Aを通って屋内電気設備60に
送られ、この屋内電気設備60で有効に利用され、ある
いは、商用電源30へ逆潮売電される。この際、各出力
ケーブル2Aに電気が流れるので、第1の電流センサ3
A〜3Dにより出力ケーブル2Aの通電状態が検知され
ることになり、異常報知手段5の監視部6及び報知部7
により異常状態を示す非通電状態が報知されることがな
い。また、夜間等、太陽光による発電が不可能な場合に
は、パネルライン1A〜1Dの全てが同時に故障するこ
とがないので、4列のパネルライン1A〜1Dからの全
ての出力ケーブル2Aが非通電状態となることにより太
陽電池パネル41の全てが正常であることがわかる。
【0023】これに対して、いずれかの太陽電池パネル
41に故障がある状態、例えば、パネルライン1Aのう
ち1枚の太陽電池パネル41の通電状態に異常がある状
態では、パネルライン1Aに接続される出力ケーブル2
Aに電気が流れないので、これを第1の電流センサ3A
で検知し、その信号が異常報知手段5に送られ、異常報
知手段5の監視部6がランプ8Aを点灯させるとともに
ブザー9を鳴らし、出力ケーブル2Aが非通電状態の異
常にあることを報知する。この際、他のパネルライン1
B〜1Dに接続される出力ケーブル2Aには電気が流れ
ているので、これを第1の電流センサ3B〜3Dで検知
し、その信号が異常報知手段5に送られ、異常報知手段
5の監視部6でランプ8B〜8Dが点灯されることがな
い。
【0024】また、ターミナルボックス42に異常があ
るいか否かを検知するために監視部6のTB監視機能が
働く。昼間において、ターミナルボックス42に故障が
ない状態では、出力ケーブル2Aに電気が流れるので、
第2の電流センサ4により出力ケーブル2Aの通電状態
が検知されることになり、異常報知手段5の監視部6及
び報知部7により異常状態を示す非通電状態が報知され
ることがない。また、夜間等、太陽光による発電が不可
能な場合には、出力ケーブル2Aに電気が流れず、第2
の電流センサ4により出力ケーブル2Aの非通電状態が
検知されるが、第1の電流センサ3A〜3Dの全てが非
通電状態にあるので、異常状態を示す非通電状態が報知
されることがない。
【0025】これに対して、昼間においてターミナルボ
ックス42に異常がある場合、第2の電流センサ4によ
り出力ケーブル2Aの非通電状態が検知されるので、そ
の信号が異常報知手段5に送られ、異常報知手段5の監
視部6が全てのランプ8A〜8Dを点灯させるとともに
ブザー9を鳴らし、ターミナルボックス42が異常にあ
ることを報知する。なお、監視部6のPV監視機能とT
B監視機能とは同時に働く。
【0026】従って、本実施の形態によれば、建物20
の屋根20Aに複数の太陽電池パネル41を直列に配置
して構成されたパネルライン1A〜1Dの通電状態が異
常であることを検知する太陽電池パネル用異常検知装置
11を、太陽電池パネル41と屋内電気設備60とを接
続する出力ケーブル2Aに取り付けられこの出力ケーブ
ル2Aに電気が流れているか否かを検知する電流センサ
3A〜3Dと、この電流センサ3A〜3Dから送られる
信号に基づいて出力ケーブル2Aが非通電状態にあるこ
とを報知する異常報知手段5とを備えて構成したから、
太陽電池パネル41の非通電状態の異常を自動的に検知
できる。よって、太陽電池パネル41のメンテナンスを
迅速に行える。
【0027】また、本実施の形態では、異常報知手段5
を、パネルライン1A〜1Dが非通電状態にあることを
報知するランプ8A〜8Dを有する構造としたから、太
陽電池パネル41の非通電状態を視覚によって迅速に報
知することができる。さらに、異常報知手段5を、パネ
ルライン1A〜1Dが非通電状態にあることを報知する
ブザー9を有する構造としたから、太陽電池パネル41
の非通電状態を聴覚によって迅速に報知することができ
る。
【0028】また、異常報知手段5を、複数列のパネル
ライン1A〜1Dからの全ての出力ケーブル2Aが通電
状態又は非通電状態の時に正常であり、複数列のパネル
ライン1A〜1Dのうち一部のパネルライン1B〜1D
からの出力ケーブル2Aが通電状態にあり、かつ、残り
のパネルライン1Aからの出力ケーブル2Aが非通電状
態の時に異常であることを報知する構成としたから、昼
夜を問わずパネルライン1A〜1Dの通電状態の異常を
検知することができる。
【0029】さらに、各出力ケーブル2Aの合流点より
屋内電気設備側に第2の電流センサ4を取り付け、監視
部6に第2の電流センサ4から送られる信号に基づいて
ターミナルボックス42の異常を監視するTB監視機能
を備えて構成し、このTB監視機能は、第2の電流セン
サ4が出力ケーブル2Aの非通電状態を検知した場合に
おいて第1の電流センサ3A〜3Dの全てが非通電状態
にある時は正常であるが、それ以外の時にランプ8A〜
8Dの全てを点灯させるとともにブザー9を鳴らしてタ
ーミナルボックス42が異常であることを報知する構成
としたから、ターミナルボックス42自体の故障を自動
的に検知することができる。
【0030】なお、本発明は前述の実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲であ
れば次に示す変形例を含むものである。例えば、前記実
施の形態では、異常報知手段5をランプ8A〜8D及び
ブザー9の双方を有する構造としたが、本発明では、ラ
ンプ8A〜8D及びブザー9のいずれか一方、あるい
は、これらに代わる他の手段を用いるものでもよい。ブ
ザー9を使用して個々のパネルライン1A〜1Dの非通
電状態を報知するには、パネルライン1A〜1Dに対応
して音域あるいはメロディを変えればよい。さらに、接
点信号等を出力させ、ホームオートメーション(HA)
に組み込むものでもよい。ランプ8A〜8D及び/又は
ブザー9を設置する位置は、ターミナルボックス42に
限定されるものではなく、人目につきやすい場所、例え
ば、居室の壁でもよい。
【0031】また、電流センサ3A〜3D,4を+極出
力ケーブル41Aに取り付けたが、−極出力ケーブル4
1Bに電流センサ3A〜3D,4を取り付けた構造とし
てもよい。さらに、本発明は、屋根20Aの設けられた
一列のパネルラインについても適用できる。
【0032】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、建物の屋
根に複数の太陽電池パネルを直列に配置して構成された
パネルラインの通電状態が異常であることを検知する太
陽電池パネル用異常検知装置を、太陽電池パネルと屋内
電気設備とを接続する出力ケーブルに取り付けられこの
出力ケーブルに電気が流れているか否かを検知する電流
センサと、この電流センサから送られる信号に基づいて
出力ケーブルが非通電状態にあることを報知する異常報
知手段とを備えて構成したから、太陽電池パネルの非通
電状態の異常を自動的に通報することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】太陽電池パネルが設置された建物を示す概略構
成図である。
【図2】本実施の形態にかかる太陽電池パネル用異常検
知装置の詳細な構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1A〜1D パネルライン 2A,2B 出力ケーブル 3A〜3D,4 電流センサ 5 異常報知手段 6 監視部 8A〜8D ランプ 9 ブザー 11 太陽電池パネル用異常検知装置 20 建物 20A 屋根 41 太陽電池パネル 60 屋内電気設備

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】建物の屋根に複数の太陽電池パネルを直列
    に配置して構成されたパネルラインの通電状態が異常で
    あることを検知する太陽電池パネル用異常検知装置であ
    って、前記太陽電池パネルと屋内電気設備とを接続する
    出力ケーブルに取り付けられこの出力ケーブルに電気が
    流れているか否かを検知する電流センサと、この電流セ
    ンサから送られる信号に基づいて前記出力ケーブルが非
    通電状態にあることを報知する異常報知手段とを備え、
    前記パネルラインは複数列並設され、前記異常報知手段
    は、前記複数列のパネルラインからの全ての出力ケーブ
    ルが通電状態又は非通電状態の時に正常であり、前記複
    数列のパネルラインのうち一部のパネルラインからの出
    力ケーブルが通電状態にあり、かつ、残りのパネルライ
    ンからの出力ケーブルが非通電状態の時に異常であるこ
    とを報知し、前記太陽電池パネルの出力が配線接続器で
    まとめられ、前記各出力ケーブルの合流点よりパネルラ
    イン側に第1の電流センサが設けられ、前記各出力ケー
    ブルの屋内電気設備側に第2の電流センサが設けられ、
    前記異常報知手段は、前記第1の電流センサから送られ
    る信号を受け入れて前記パネルラインの異常を監視する
    機能と、前記第2の電流センサから送られる信号を受け
    入れて前記配線接続器の異常を監視する機能とを有し、
    この配線接続器の異常監視機能は、前記第2の電流セン
    サが前記出力ケーブルの非通電状態を検知した場合にお
    いて前記第1の電流センサの全てが非通電状態にある時
    は正常であるが、前記第2の電流センサが出力ケーブル
    の非通電状態を検知した場合において前記第1の電流セ
    ンサの一部あるいは全てが通電状態を検知した時に異常
    であると判断することを特徴とする太陽電池パネル用異
    常検知装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の太陽電池パネル用異常検知
    装置において、前記異常報知手段は、前記パネルライン
    が非通電状態にあることを報知するランプを有すること
    を特徴とする太陽電池パネル用異常検知装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の太陽電池パネル用異常検知
    装置において、前記異常報知手段は、前記パネルライン
    が非通電状態にあることを報知するブザーを有すること
    を特徴とする太陽電池パネル用異常検知装置。
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